اكتشف باحثون من معهد التخنيون ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حالة جديدة من تجميع المغناطيس في الطبيعة

أثبتت نظرية من عام 1973 تتنبأ بوجود السائل المغناطيسي الكمي

 وفي الصورة: الشبكة التي تم عليها البحث

اكتشف باحثون من كلية الفيزياء في التخنيون، بالتعاون مع باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، حالة جديدة من تجمع المواد المغناطيسية في الطبيعة، هذا ما تكشفه المجلة العلمية "الفيزياء اليوم" في عددها الأخير. ومن خلال القيام بذلك، أثبت الباحثون نظرية من عام 1973، والتي تنبأت بوجود سائل مغناطيسي كمي في شبكة ذات شكل مثلث. البحث أيضًا له "زاوية يهودية"، حيث أن الشبكة التي استخدموها لها شكل "ماغني ديفيد"، وهي بجانب بعضها البعض وتملأ الفراغ.
وتوصل باحثو التخنيون، البروفيسور أميت كيرين وطالب الدكتوراه أورين عوفر، إلى هذا الاكتشاف من خلال تجارب أجريت في درجات حرارة شديدة البرودة، وهي غير موجودة بشكل طبيعي في الكون. وبمساعدة ثلاجات خاصة، وصلوا إلى درجة حرارة 50 ألف درجة كلفن (273 درجة مئوية تحت الصفر). عند درجة الحرارة المنخفضة هذه، يتصرف المغناطيس كسائل كمومي، وهو ما يسمى بهذا الاسم لأن تفسير وجوده يعتمد على نظرية الكم. وتم التوصل إلى نتائج مماثلة من قبل زملائهم في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بقيادة البروفيسور دانييل نصيرة. وفي الوقت نفسه، نشرت مجموعة من الباحثين الفرنسيين، بقيادة البروفيسور فيليب مندلز، نتائج مماثلة أيضًا.
يوضح البروفيسور كيرين: "المواد الموجودة في الطبيعة لها إحدى حالات التجمع - غاز أو سائل أو صلب، ولكن عند درجات حرارة منخفضة بدرجة كافية تتجمد جميعها وتصبح صلبة". "هناك استثناء واحد، وهو الهيليوم، الذي إذا تم تبريده لا يتجمد بل يتحول إلى حالة فريدة من التجمع تسمى" السوائل الفائقة ". يمكن لمثل هذا السائل، على سبيل المثال، أن يتسلق الزجاج، ويخترق الثقوب النانومترية، بل ويتدفق عبر مادة أخرى."
يتابع البروفيسور كيرين موضحًا أن "المغناطيسات، المبنية من بوصلات ذرية تسمى "اللف المغزلي" مرتبة على شبكة، لها أيضًا حالات تجميع مختلفة. الأول، هو الحالة المقابلة للغاز أو السائل، حيث تكون "السبينات" في حالة حركة، وتسمى بالمغناطيس البارامغناطيسي. والثانية هي الحالة المقابلة للمادة الصلبة، حيث يتم تجميد "الدوران"، وتسمى المغناطيس الحديدي (النوع الذي "يلتصق" بالثلاجة في المطبخ، وهو مألوف لنا جميعًا). تنبأت نظريات من عام 1973 أنه في نوع معين من المغناطيس، يتكون من شبكة مثلثة، قد تكون هناك حالة أخرى من التجميع، تتوافق مع حالة الهيليوم. بمعنى آخر - حالة من التجميع يرفض فيها المغناطيس التجمد حتى في درجات الحرارة التي تطمح إلى الصفر المطلق."
منذ هذا التنبؤ، تم بذل جهد عالمي للعثور على مثال في الطبيعة لمثل هذا السائل المغناطيسي. ربما تشير الدراسة الجديدة إلى المثال الأول في طبيعة السائل الكمي المغزلي. وقام باحثو التخنيون بتبريد مغناطيس، مصنوع من "دوامات" على سلك مشابه لمجموعة دروع داود، إلى درجات حرارة قصوى، ولم يتجمد. يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام الأبحاث المستقبلية حول السائل الكمي المغزلي وخصائصه.